DE4122083C2 - Sicherheitssystem für Fahrzeuge - Google Patents
Sicherheitssystem für FahrzeugeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Sicherheitssystem für Fahrzeuge
gemäß der Gattung des Patentanspruchs 1.
Aus der DE-PS 28 52 195 ist eine Getriebesteuerung für ein
selbsttätig schaltendes Getriebe eines Kraftfahrzeugs
bekannt, die in Abhängigkeit von Betriebskenndaten die
Schaltpunkte des Getriebes auswählt. Derartige Getriebe
steuerungen können einem Speicher getriebespezifische und
motorspezifische Daten entnehmen, die beispielsweise eine
maximal zulässige Motordrehzahl angeben, bei der noch eine
Rückschaltung in den nächst niedrigeren Gang zulässig ist.
Derartige Drehzahlgrenzen sind für die unterschiedlichen
Schaltstufen bzw. Gänge zugeordnet, so daß bei Überschrei
ten einer solchen Drehzahlgrenze eine Rückschaltsperre ak
tiviert werden kann, um eine Motorbeschädigung durch Über
drehen des Motors zu verhindern. Bei Gefällefahrten kann
dies den Nachteil haben, daß bei starker Beladung und
starkem Gefälle nach Überschreiten der Drehzahlgrenze das
Fahrzeug nicht mehr mit Hilfe erhöhter Motorbremswirkung
abgebremst werden kann, wenn durch Betätigung der Bremsen
eine erforderliche Verzögerung des Fahrzeugs nicht mehr
möglich ist. In einer solchen Gefahrensituation könnte ei
ne Verzögerung des Fahrzeugs dann noch möglich sein, wenn
trotz Überschreiten der Drehzahlgrenze eine Rückschaltung
vorgenommen werden könnte, wobei eine Motorbeschädigung
dann als kleiners Übel in Kauf genommen werden würde. Pro
blematisch ist jedoch dabei, daß nur in einer entsprechen
den Gefahrensituation eine solche Rückschaltung zulässig
sein dürfte, da sonst durch versehentliches Rückschalten
bei zu hoher Drehzahl unnötige Motorbeschädigungen auftre
ten würden.
Das erfindungsgemäße Sicherheitssystem für Fahrzeuge mit
den Merkmalen des Anspruchs 1 hat gegenüber dem Stand der
Technik, bei dem ein Überschreiten der Rückschalt-
Drehzahlgrenzen nicht angekündigt wird, den Vorteil, daß
vor Überschreiten der vorgegebenen Drehzahlgrenzen eine
Verzögerung des Fahrzeugs durch rechtzeitiges Zurückschal
ten erreicht wird. Im Normalbetrieb bleibt auch beim Er
findungsgegenstand die Rückschaltsperre wirksam, so daß
eine versehentliche Überdrehung des Motors sicher vermie
den wird. Das erfindungsgemäße Sicherheitssystem warnt den
Fahrer bei einer Gefällefahrt und bei entsprechend starker
Beladung bereits vor Erreichen der Drehzahlgrenze, damit
dieser die erforderliche Rückschaltung vornehmen kann. Das
Warnsignal wird auch dann ausgelöst, wenn bei einer Gefäl
lefahrt die Bremse betätigt wird und eine starke Verzöge
rung festgestellt wird. Dabei kann das Mindestgefälle, bei
dem eine solche Fahrerwarnung ausgelöst wird, vom Bela
dungszustand und von der Fahrgeschwindigkeit abhängen,
d. h. daß bei geringem Beladungszustand ein höheres Min
destgefälle den Gefällegrenzwert darstellt, als bei star
ker Fahrzeugbeladung. In ensprechender Weise kann die
Fahrgeschwindigkeit und auch die Verzögerung bei getrete
ner Bremse zur Bestimmung des jeweils aktuellen Mindest-
Gefälles herangezogen werden. Auch weitere Parameter kön
nen zur Bestimmung des Grenzbereichs herangezogen werden,
bei dessen Erreichung eine Fahrerwarnung durch ein opti
sches oder akustisches Warnsignal erfolgt.
Wird bei betätigter Bremse keine ausreichende Bremswirkung
oder kein Bremsdruck festgestellt, so kann auch in diesem
Fall das Warnsignal als Rückschaltaufforderung ausgelöst
werden. Dem Fahrer wird dadurch die Möglichkeit gegeben,
vor Erreichen der Drehzahlgrenze sein Fahrzeug mit der Mo
torbremse durch Rückschalten noch zu verzögern.
Ein Heraufsetzen der ansich für die Rückschaltung vorgese
hene Drehzahlgrenze kann unter bestimmten Voraussetzungen
zweckmäßig sein, nämlich dann, wenn trotz Fahrerwarnung
nach einer vorgegebenen Verzögerungszeit immer noch die
Bremse betätigt wird. Der Fahrer hat dann zu entscheiden,
ob er eine Rückschaltung vornimmt, trotz der Gefahr, da
durch den Motor zu überdrehen. Bei einem selbsttätig
schaltenden Getriebe (Automatikgetriebe) kann gegebenen
falls auch eine Rückschaltung durch das Sicherheitssystem
ausgelöst werden, wenn eine solche Gefahrensituation
vorliegt.
Das Sicherheitssystem läßt sich als Unterfunktion einer
elektronischen Getriebesteuerung realisieren, da wesentli
che Berechnungen hierzu ohnehin in derartigen Getriebe
steuerungen ablaufen. Die Steuerung des Sicherheitssystems
verarbeitet die von der Motorsteuerung und der Getriebe
steuerung gelieferten Daten bezüglich Drehzahl und Schalt
stufe (Gang) sowie Daten über die Stellung des Fußfahrge
bers (Gaspedal) oder über die gewünschte Gasmenge, die vom
Regelweggeber einer Diesel-Kraftstoffpumpe abgeleitet
werden. Über den Bremsschalter wird die Betätigung der
Bremse erkannt, während das Vorhandensein eines Mindestge
fälles mittels eines Neigungssensors gemessen werden kann.
Eine kostengünstigere Möglichkeit besteht darin, das Ge
fälle aus der Stellung des Fußfahrgebers bzw. des Regel
weggebers und der aktuellen Beschleunigung näherungsweise
zu berechnen. Wird beispielsweise über den Fußfahrgeber
eine geringe Kraftstoffzufuhr vorgegeben und aber gleich
zeitig eine Geschwindigkeitszunahme (Beschleunigung)
festgestellt, so kann daraus auf das Vorhandensein eines
entsprechenden Gefälles geschlossen werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeich
nung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 das Blockschaltbild eines Sicherheitssystems für
Nutzfahrzeuge und Busse,
Fig. 2 den grundsätzlichen Programmablauf im Sicherheits
system gemäß Fig. 1 und
Fig. 3 den Funktionsablauf im Sicherheitssystem gemäß
Fig. 1.
Das in Fig. 1 dargestellte Blockschaltbild umfaßt eine
Steuerung 1, eine Motorsteuerung MS, eine Getriebesteue
rung GS, einen Fußfahrgeber FFG, einen Neigungssensor NS,
einen Bremsschalter BS, einen Beladungszustandsgeber BZ,
einen Speicher S und eine Fahrer-Warnvorrichtung 2.
Die Steuerung 1 ist vorzugsweise als ein Teil der Getrie
besteuerung GS ausgebildet. Der Übersichtlichkeit wegen
ist jedoch hier die Steuerung 1 als separater Mikroprozes
sor MP dargestellt.
Die Motorsteuerung MS liefert insbesondere die aktuelle
Drehzahl n an die Steuerung 1, während die Getriebesteue
rung GS die jeweils eingelegte Schaltstufe und die zu die
ser Schaltstufe gehörende Grenzdrehzahl nG der Steuerung 1
mitteilt. Die Grenzdrehzahl nG repräsentiert dabei die
Drehzahl, bei deren Überschreitung eine Rückschaltung in
den nächst niedrigeren Gang ansich nicht mehr zulässig
ist, um Beschädigungen des Motors durch Überdrehen beim
Rückschalten zu verhindern.
Der Fußfahrgeber FFG ist mit einem Potentiometer 3
verbunden, das ein der Stellung des Fußfahrgebers FFG pro
portionales elektrisches Signal an die Steuerung 1 abgibt.
Die Stellung des Fußfahrgebers FFG dient im Zusammenhang
mit der aktuellen Fahrgeschwindigkeit zur Bestimmung des
aktuellen Fahrbetriebs, beispielsweise zur Feststellung ob
eine Gefällefahrt und/oder eine Fahrt mit starkem Rücken
wind vorliegt. Zur Bestimmung des Gefälles kann jedoch
auch der Neigungssensor NS verwendet werden, der hier mit
unterbrochenen Linien dargestellt ist, da der Neigungssen
sor NS nicht zwingend erforderlich ist.
Über den Bremsschalter BS wird der Steuerung 1 mitgeteilt,
ob die Fußbremse betätigt ist oder nicht.
Zur Erkennung des Beladungszustandes ist der Beladungszu
standssensor BZ vorgesehen, der beispielsweise aus dem Fe
derweg das Gewicht der Ladung ermittelt.
In dem Speicher S sind fahrzeugspezifische Daten abgelegt,
wobei die Grenzdrehzahl nG auch hier abgelegt sein kann.
Das Gewicht der Ladung, ein Gefälle-Kennlinienfeld und
weitere Parameter können im Speicher S abgelegt sein. Wird
nun von der Steuerung 1 durch einen Vergleich mit den im
Speicher S abgelegten Parametern und mit den aktuellen Be
triebsdaten das Erreichen eines Gefahrenbereichs erkannt,
so wird vor Erreichen der Drehzahlgrenze nG ein Warnsignal
am Ausgang A zu der optischen Fahrer-Warnvorrichtung 2
übertragen. Hält dieser Gefahrenzustand auch noch nach ei
ner gewissen Verzögerungszeit an, so wird über den Ausgang
B der Steuerung 1 eine Heraufsetzung der Grenzdrehzahl nG
in der Getriebesteuerung GS veranlaßt. Der Fahrer hat dann
durch die Erhöhung der Grenzdrehzahl noch die Möglichkeit
zurückzuschalten, um eine erforderliche Verzögerung mit
tels Motorbremse zu erreichen.
In Fig. 2 ist die Unterteilung des Gesamt-Programmablaufs
des Sicherheitssystems gezeigt. Zunächst wird das herkömm
liche Programm 1 durchlaufen, welches dem Standardprogramm
der Getriebesteuerung entspricht. Nach Durchlaufen dieses
Standardprogramms wird das Programm 2 erreicht, welches
zur Realisierung der Sicherheitsfunktion erforderlich ist.
Der Funktionsablauf des Programms 2 wird anhand von Fig.
3 näher erläutert.
In Fig. 3 beginnt das Programm 2 zunächst mit der Über
prüfung der Grenzdrehzahl nG. Solange die Motordrehzahl
oder die Drehzahl der Abtriebswelle einen ausreichenden
Abstand von der zugehörigen Grenzdrehzahl nG hat, kehrt
der Programmablauf zurück zum Programm 1.
Ist jedoch die Frage "Grenzdrehzahl erreicht?" zu bejahen
(J), so wird im Programm 2 als nächstes abgefragt, ob eine
starke Beladung vorliegt. Ist dies zu bejahen (J), so wird
der nachfolgende Programmpunkt übersprungen und sofort die
Abfrage "Gefälle erkannt?" ausgeführt. Liegt ein entspre
chend starkes Gefälle vor (J), so erfolgt als nächstes ei
ne Fahrerwarnung über ein akustisches oder optisches
Warnsignal. Liegt dagegen kein gefährliches Gefälle vor
(N), so kehrt das Programm zurück zum Standardprogramm 1.
Eine Fahrerwarnung wird auch dann ausgelöst, wenn keine
starke Beladung vorliegt (N), die Bremse getreten und eine
starke Verzögerung des Fahrzeugs erkannt wird (J) und ein
ausreichend starkes Gefälle vorliegt (J).
Bei geringer Beladung wird auch dann eine Fahrerwarnung
ausgelöst, wenn bei getretener Bremse keine starke Verzö
gerung des Fahrzeugs auftritt (N) und die Bremsenfunktion
bei Überprüfung (B?) als gestört (N) festgestellt wird.
Ist dagegen in diesem Fall die Bremsenfunktion in Ordnung
(J), so kehrt das Programm zurück zum Standardprogramm 1.
Um eine Anhebung der Grenzdrehzahl nG unter bestimmten
Voraussetzungen zuzulassen, sind weitere Abfragefunktionen
nach erfolgter Fahrerwarnung vorgesehen. Nach einer Verzö
gerungszeit wird geprüft, ob die Bremse weiterhin getreten
ist. Wird dies bejaht (J), kann ein manueller Eingriff für
eine Rückschaltung zugelassen (J) oder untersagt (N)
werden. Im letztgenannten Fall kehrt das Program zum Pro
gramm 2 zurück und beginnt wieder mit der Prüfung, ob die
Grenzdrehzahl nahezu erreicht ist.
Wird jedoch ein manueller Eingriff zugelassen (J), so wer
den die Drehzahlgrenzen für die Rückschaltung (RS) um Δn
angehoben. Bei einem Automatikgetriebe kann gegebenenfalls
anstelle eines manuellen Eingriffs für eine Rückschaltung
eine automatische Rückschaltung ausgelöst werden, sofern
ein Blockieren der Räder nicht zu befürchten ist.
Claims (6)
1. Sicherheitssystem für Fahrzeuge, insbesondere für Nutzfahr
zeuge und Busse, mit über eine elektronische Steuerung betätig
tem oder vollautomatischem Schaltgetriebe zur Erzeugung eines
Warnsignals vor Erreichen der Grenzdrehzahl, bei deren Über
schreiten ein Rückschalten nicht mehr bzw. nicht mehr ohne die
Gefahr einer Motorbeschädigung möglich ist, wobei in einer
Steuerung die aktuelle Motordrehzahl und die eingelegte
Schaltstufe mit in einem Speicher abgelegten Grenzdrehzahlen
ständig verglichen werden, wobei
im Bereich der Grenzdrehzahl (nG) die Steuerung (1)
- - den Beladungszustand feststellt und
- - mit einem ein Gefälle erkennenden Neigungssensor (NS) verbun den ist oder
- - aus der Stellung des Fußfahrgebers (FFG) oder Regelweggebers, die der jeweils gewünschten Beschleunigung entspricht, durch Vergleich mit der tatsächlichen Beschleunigung das jeweilige Gefälle bzw. ein durch Gefälle und/oder Rückenwind auftreten der zusätzlicher Beschleunigung ermittelt oder
- - durch Vergleich der Istbeschleunigung mit der aufgrund der ak tuellen Motorlast und der bekannten Fahrwiderstandskennlinie theoretisch geforderten Soll-Beschleunigung eine Abweichung zwischen Soll- und Istbeschleunigung einer Gefällefahrt zuge ordnet, und
2. Sicherheitssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Warnsignal weiterhin bei betätigter Bremse (BS) und feh
lender Bremswirkung ausgelöst wird.
3. Sicherheitssystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß nach einer Verzögerungszeit nach Abgabe des
Warnsignals die Steuerung (1) durch eine Anhebung der Grenzdreh
zahl (nG + Δn) eine Rückschaltung zuläßt, sofern die Bremse immer
noch betätigt und die Grenzdrehzahl (nG) überschritten ist.
4. Sicherheitssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuerung (1) bei einem selbsttätig schaltenden Getriebe
eine Rückschaltung auslöst.
5. Sicherheitssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (1) eingangsseitig mit
- - der Motorsteuerung (MS) des Fahrzeugmotors und der Getriebe steuerung (GS),
- - mit dem Fußfahrgeber (FFG) oder dem Regelweggeber einer Die sel-Kraftstoffpumpe oder
- - dem Lastsignal eines Benzinmotors,
- - mit dem Bremsschalter (BS) und mit einem ein Gefälle erkennen den Neigungssensor (NS) verbunden ist, wobei die Motorsteue rung (MS) oder die Getriebesteuerung (GS) den jeweils einge legten Gang bzw. die aktuelle Schaltstufe und die aktuelle Mo tordrehzahl (n) an die Steuerung (1) übermittelt.
6. Sicherheitssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Fahrerwarnung auch dann ausgelöst wird, wenn keine star
ke Beladung vorliegt, die Bremse getreten und eine starke Verzö
gerung des Fahrzeugs erkannt wird und ein ausreichend starkes
Gefälle vorliegt.
Priority Applications (2)
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JP4176931A JPH05203050A (ja) | 1991-07-04 | 1992-07-03 | 車両用安全装置 |
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Publication number | Publication date |
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